SULFONASI LIMBAH STYROFOAM SEBAGAI ADSORBEN UNTUK PENGHILANGAN ION Cd(II) DALAM LARUTAN

ISMI MARISSYA NUR MILLA, Prof. Dr. Endang Tri Wahyuni, M.S.; Drs. Dwi Siswanta, M.Eng., Ph.D.

2017 | Skripsi | S1 KIMIA

Pada penelitian ini telah dilakukan sulfonasi terhadap limbah styrofoam yang diaplikasikan sebagai adsorben untuk menghilangkan ion Cd(II). Proses sulfonasi terhadap styrofoam dilakukan dengan menggunakan larutan H2SO4 pekat 96% (b/v). Dalam proses ini dilakukan kajian pengaruh massa styrofoam dan temperatur proses terhadap hasil sulfonasi. Styrofoam tersulfonasi yang dihasilkan dikarakterisasi menggunakan instrumen FT-IR untuk identifikasi gugus fungsi, XRD untuk analisis kerusakan struktur dan SEM untuk analisis permukaan sebelum dan sesudah adsorpsi. Proses adsorpsi ion Cd(II) oleh styrofoam maupun styrofoam tersulfonasi diuji melalui kajian pengaruh waktu kontak, konsentrasi awal ion logam, kinetika adsorpsi dan isoterm adsorpsi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses sulfonasi styrofoam berlangsung paling efektif dengan menggunakan 3,0 g styrofoam dalam 50 mL larutan H2SO4 pekat 96% (b/v) dan pada temperatur 55 derajat C. Keberhasilan proses sulfonasi ditandai dengan terbentuknya ikatan C-S antara inti benzena pada styrofoam dengan gugus sulfonat (-SO3H). Hasil karakterisasi dengan XRD dan SEM menunjukkan proses sulfonasi menyebabkan styrofoam menjadi lebih amorf. Proses adsorpsi ion Cd(II) 100 mg L-1 oleh styrofoam dan styrofoam tersulfonasi yang maksimum masing-masing tercapai pada waktu kontak 120 dan 60 menit. Kinetika adsorpsi ion Cd(II) oleh styrofoam dan styrofoam tersulfonasi masing-masing mengikuti model difusi intrapartikel dan model pseudo orde dua Ho dengan konstanta laju adsorpsi masing-masing sebesar 0,269 mg g-1 menit-1/2 dan 0,00820 g mg-1 menit-1. Pola adsorpsi ion Cd(II) oleh styrofoam mengikuti model isoterm Freundlich, sedangkan oleh styrofoam tersulfonasi mengikuti model isoterm Langmuir, dengan kapasitas maksimum adsorpsi (qm) styrofoam tersulfonasi (51,6 mg g-1) yang lebih besar daripada styrofoam (7,09 mg g-1).

In this research, sulfonation of styrofoam waste that is functioned as an adsorbent to remove Cd(II) ions has been performed. The styrofoam waste was sulfonated by using concentrated H2SO4 solution (96% w/v), in which, the effects of the styrofoam mass and process temperature on the sulfonation result were studied. The sulfonated styrofoam obtained was characterized by FT-IR instrument for functional group identification, XRD for structural damage analysis and SEM for surface analysis before and after adsorption. The adsorption process of Cd(II) ions by styrofoam and sulfonated styrofoam was assesed through the study of the effect of the contact time and the initial concentration of metal ions, as well the adsorption kinetics and the adsorption isotherms. The results of the research show that the most effective styrofoam sulfonation process is reached by using 3.0 g of the styrofoam in 50 mL of concentrated H2SO4 solution (96% w/v) and at 55 derajat C. The success of the sulfonation process was assigned by the formation of a C-S bond between the benzene ring on styrofoam and the sulfonate group (-SO3H). The sulfonation process is found to make the styrofoam become more amorphous. The adsorption of Cd(II) 100 mg L-1 ions by styrofoam and sulfonated styrofoam take place maximally with the contact time of 120 and 60 minutes, respectively. The adsorption kinetics of Cd(II) ion by styrofoam and sulfonated styrofoam follow the intraparticle diffusion model and Ho pseudo second order model with the rate adsorption constant of 0.269 mg g-1 min-1/2 and 0.00820 g mg-1 menit-1, respectively. The adsorption of Cd(II) ion by styrofoam follows Freundlich isotherms model, while that of by sulfonated styrofoam matches with Langmuir isotherms model. The maximum adsorption capacity of sulfonated styrofoam (51.6 mg g-1) is higher than that of the styrofoam (7.09 mg g-1).

Kata Kunci : styrofoam, sulfonation, adsorption, Cd(II)